油基钻屑属于油田钻井废弃物之一,随着石油开采规模的不断扩大,油基钻屑的年产量不断增加,其无害化处理难度也越来越大。油基钻屑中的油分来源于钻井液的基油,是污染环境的主要成分,特别是海上油基钻屑的排放会严重污染海洋生态环境。待干燥处理的油基钻屑中水和基油的含量较高,其无害化处理的主要目的为使钻屑中的含油量降低至一定标准,国际上规定这一标准为含油量低于1%。海上油基钻屑通常处理方式为运输至陆上统一处理和离心甩干处理。钻屑的海上运输成本昂贵;离心甩干处理后钻屑含湿率仍然高达20%~30%,且离心机使用寿命较短,主要部件磨损严重,干燥效率低,连续工作周期较短。真空干燥是一种干燥效率高、整体装置结构简单的固液分离技术,其“分级”干燥的意思为设计不同的干燥参数分两级先后干燥钻屑中的水和油分,因此,分级真空干燥技术是一种新型钻屑无害化处理技术,可实现钻屑中水和油的分级干燥。本文主要提出了分级真空干燥技术这一新型的油基钻屑无害化处理技术,设计开发了分级真空干燥工艺流程,然后利用由实验型真空干燥箱、旋片式真空泵及冷凝器组成的实验装置进行了油基钻屑的分级真空干燥实验研究。首先,进行了单级真空干燥特性实验研究,分别研究了干燥温度、干燥压力和干物料种类对含水物料和含柴油物料的干燥速率及干燥程度的影响;然后,对含柴油物料干燥过程进行了一定的干燥模型理论研究;最后,进行了分级真空干燥特性实验研究,被干燥对象状态为干物料中同时加入水和柴油,研究了干燥温度对干燥速率的影响和干燥压力对干燥程度的影响。结果表明:在物料层厚度一定时,含水物料和含柴油物料的干燥速率受干燥温度的影响程度最大;建立的GM(1,1)干燥模型可以较为科学地描述含柴油物料的干燥过程;分级真空干燥技术可以实现物料中水和柴油的分级真空干燥效果,第一级干燥温度不应大于70℃,实验确定了第一级较为合适的干燥条件为70℃、0.3KPa,提高干燥温度可以最快地提高油基钻屑分级干燥实验中第二级柴油的干燥速率,并且在本文确定的实验条件下处理后的物料的含油量都低于1%。